邵偉平 張洪旭

摘? 要：為解決傳統(tǒng)金工實訓(xùn)教學(xué)中學(xué)生檢測能力下降、教師檢測評分任務(wù)繁重的問題，以數(shù)字化賦能、優(yōu)化創(chuàng)新傳統(tǒng)實訓(xùn)課程的評價方式方法，開發(fā)出一套智能檢測評分系統(tǒng)，實現(xiàn)金工實訓(xùn)教學(xué)中工件檢測、數(shù)據(jù)傳輸、評分與分析由系統(tǒng)一體自動完成的目標(biāo)。實踐證明，智能檢測評分系統(tǒng)提高學(xué)生的檢測能力與質(zhì)量意識，教師工作效率提升80%，為實踐教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供可借鑒的新途徑。

關(guān)鍵詞：教學(xué)評價；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；數(shù)據(jù)采集；檢測；評分

中圖分類號：G712? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）19-0120-04

Abstract： In order to solve the problems of the decline of students' testing ability and the heavy task of teachers' testing and grading in traditional metalworking training teaching. Digital empowering， optimizing and innovating the evaluation methods of traditional training courses， and developing a set of intelligent testing and scoring system， which realizes the goal that workpiece detection， data transmission， scoring and analysis are completed automatically by the system in metalworking training teaching. Practice has proved that the intelligent testing and scoring system has improved students' detection ability and quality awareness， and teachers' work efficiency has increased by 80%， which provides a new way for the digital transformation of practical teaching.

Keywords： teaching evaluation; digital transformation; data collection; detection; scoring

金工實訓(xùn)是廣大高校和職業(yè)院校工科專業(yè)中的一門實踐基礎(chǔ)課，結(jié)合了理論知識的傳授和實際技能的操作訓(xùn)練，對培養(yǎng)學(xué)生的技能與勞動意識有重要意義[1]。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及工作崗位技能要求的提高，金工實訓(xùn)的課程內(nèi)容和教學(xué)方法也面臨新的挑戰(zhàn)[2]。同時，傳統(tǒng)的金工實訓(xùn)在多年的教學(xué)實踐中也積累了一些問題。學(xué)生在零件檢測技能方面逐漸出現(xiàn)下降現(xiàn)象，教師在檢測練習(xí)件和教學(xué)評價方面的工作負(fù)擔(dān)較重，教學(xué)效率較低。針對目前金工實訓(xùn)中存在的問題，數(shù)字化賦能，利用數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動金工實訓(xùn)教學(xué)方式創(chuàng)新，以根除教學(xué)中的難題[3-7]。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱“我?！保C(jī)械工程訓(xùn)練中心結(jié)合多年實訓(xùn)教學(xué)經(jīng)驗，開發(fā)了金工實訓(xùn)智能檢測評分系統(tǒng)，此系統(tǒng)實現(xiàn)了實訓(xùn)教學(xué)工件檢測、成績評定由系統(tǒng)一體自動完成的目標(biāo)。

1? 金工實訓(xùn)檢測評分現(xiàn)狀

作為技能教學(xué)課程，金工實訓(xùn)在教學(xué)過程中需要對加工零件進(jìn)行檢測與評分。過程為：學(xué)生每次練習(xí)結(jié)束，把零件交給老師檢測；老師用測量工具測量，按評分標(biāo)準(zhǔn)要求在評分表上記錄成績；數(shù)周實訓(xùn)課結(jié)束后，老師根據(jù)所記錄的各項練習(xí)分?jǐn)?shù)，按分值比重對每位學(xué)生進(jìn)行期末成績評分；成績評定后，老師把學(xué)生的成績等次輸入教務(wù)信息化系統(tǒng)。這種檢測、評分模式存在著以下一些問題。

學(xué)生檢測技能下降、不達(dá)標(biāo)。金工實訓(xùn)過程中，學(xué)生操作機(jī)床做完練習(xí)，往往自己不檢測，直接把練習(xí)件交給老師檢測，這種甩手給老師檢測的狀況導(dǎo)致了學(xué)生失去對工件檢測的練習(xí)機(jī)會。學(xué)生的檢測技能不能達(dá)標(biāo)，檢測數(shù)據(jù)的錯誤率很高。

學(xué)生對教師評分的質(zhì)疑較多。檢測、評分都處于教師端，學(xué)生對其加工工件尺寸的信息獲取較少。學(xué)生有時對老師所評的分?jǐn)?shù)會產(chǎn)生疑惑，甚至為了獲取高分而進(jìn)行質(zhì)疑。實訓(xùn)過程中需要提高學(xué)生對練習(xí)件質(zhì)量的知情度。

教師檢測評分工作量大、效率低。金工實訓(xùn)，一個練習(xí)件的尺寸往往有多個，一個班級實訓(xùn)過程中有多輪練習(xí)，老師對每個學(xué)生的每個工件進(jìn)行測量，檢測的工作量非常大。同時期末成績評定過程中，各項分值的計算繁雜，教師在成績評定上耗費了過多的精力。檢測評分的效率期待提高。現(xiàn)有學(xué)校的教學(xué)信息化平臺，一般只涉及到實訓(xùn)課程排課、日常教學(xué)日志填寫、期末學(xué)生成績輸送等。這種以教師為主的教學(xué)方式亟待打破。

針對金工實訓(xùn)檢測、評分過程中出現(xiàn)的問題與頑疾，數(shù)字化賦能，采用數(shù)字化手段實現(xiàn)以學(xué)生為主的教學(xué)評測方式，提升實訓(xùn)教學(xué)效率和質(zhì)量。

2? 智能檢測評分信息化系統(tǒng)設(shè)計與運行

2.1? 實訓(xùn)檢測評分一體化方案

檢測、評分一體化需要采用數(shù)字化技術(shù)把檢測數(shù)據(jù)采集與評分整合起來。方案考慮采用智能化量具，此量具具有測量完即可通過無線傳輸上傳至服務(wù)器的功能，同時由系統(tǒng)直接記錄測量結(jié)果。方案利用統(tǒng)計過程控制（Statistical Process Control，SPC）技術(shù)構(gòu)建教學(xué)過程成績評定智能化系統(tǒng)[8-10]。

金工實訓(xùn)檢測評分一體化方案由檢測數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信傳輸模塊和智能信息化系統(tǒng)所組成，如圖1所示。其中，智能信息化系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫模塊、數(shù)據(jù)處理、用戶界面模塊組成。工件的檢測由實訓(xùn)學(xué)生完成。檢測時，學(xué)生按照規(guī)范測量姿勢檢測工件，在確認(rèn)測量姿勢正確的條件下，按其測量尺上方的數(shù)據(jù)確認(rèn)按鈕，測量數(shù)據(jù)經(jīng)無線傳輸模塊傳送至智能信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫根據(jù)數(shù)據(jù)類別，進(jìn)行處理、計算，然后由系統(tǒng)直接輸出各項評分與分析態(tài)勢。方案中，由于檢測過程為實訓(xùn)學(xué)生的操作訓(xùn)練，難免會因檢測操作姿勢不準(zhǔn)確或失誤導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不正確，因此采用了對檢測數(shù)據(jù)的確認(rèn)步驟。測量者確認(rèn)自己的檢測方式無誤，然后數(shù)據(jù)傳送至智能信息化系統(tǒng)進(jìn)行計算評分、分析。數(shù)據(jù)庫模塊的設(shè)計按零件加工工序的要求建立數(shù)據(jù)模型，定義數(shù)據(jù)對象、制定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、建立各工序訪問的基本數(shù)據(jù)。用戶界面包括系統(tǒng)向用戶提問、各種文字圖表等結(jié)果的輸出、用戶要求的解釋信息的輸出。用戶界面使用戶很容易地向系統(tǒng)提問、下達(dá)命令或傳遞信息，并獲得答案、解釋與想要的信息。

2.2? 智能信息化系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)

智能信息化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)金工實訓(xùn)教學(xué)特點，設(shè)立了資源庫、課程管理、考核管理、設(shè)備管理、工具管理、統(tǒng)計報表和系統(tǒng)設(shè)置等功能項，如圖2所示。

資源庫為實訓(xùn)課程的所有資源數(shù)據(jù)庫，設(shè)置共享資源與任務(wù)資源項，可以上傳、修改、刪除與在線預(yù)覽文檔圖紙音頻和視頻等。課程管理設(shè)置課程設(shè)計、錄課視頻、題庫、實訓(xùn)任務(wù)項。教師可以在課程設(shè)計項里添加、修改課程的授課計劃與配套資源等。題庫設(shè)計為學(xué)生在實訓(xùn)課程練習(xí)操作前完成一些操機(jī)注意事項的選擇題，以免學(xué)生在一無所知的情況下操作機(jī)床造成安全事故。實訓(xùn)任務(wù)列出了實訓(xùn)課程的所有實訓(xùn)內(nèi)容，可以添加、修改、查詢和導(dǎo)入實訓(xùn)的內(nèi)容，里面有任務(wù)內(nèi)容、任務(wù)時間、評分標(biāo)準(zhǔn)、評分方式和任務(wù)類型等。考核管理設(shè)置實訓(xùn)成績評定表與審核列表項，由系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的條件自動計算、評分、出成績。在實訓(xùn)課程的檢測模式中設(shè)計了自檢、互檢與師檢，見表1。難度簡單的課程基礎(chǔ)訓(xùn)練項目設(shè)計為自檢，由學(xué)生自己檢測工件，檢測數(shù)據(jù)傳入系統(tǒng)，即可獲得相應(yīng)訓(xùn)練項目的分?jǐn)?shù)。難度適中的課程專項訓(xùn)練項目設(shè)計為自檢與互檢結(jié)合，由訓(xùn)練的兩名學(xué)生檢測練習(xí)件，其檢測數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)對比確認(rèn)后取得訓(xùn)練項目分?jǐn)?shù)，這樣有利于學(xué)生相互學(xué)習(xí)提高檢測技能。在學(xué)生自檢基礎(chǔ)上，難度較大的綜合訓(xùn)練項目需要教師進(jìn)行師檢，如教師輸入的檢測數(shù)據(jù)在學(xué)生檢測數(shù)據(jù)的波動范圍內(nèi)，則按學(xué)生的數(shù)據(jù)獲得項目分?jǐn)?shù)；如教師的檢測數(shù)據(jù)與學(xué)生的檢測數(shù)據(jù)相差太大，則按教師檢測數(shù)據(jù)獲得項目分?jǐn)?shù)。

設(shè)備管理設(shè)置設(shè)備報警與設(shè)備保養(yǎng)規(guī)程項，實時推送報警信息和報警記錄，以及設(shè)備的常規(guī)保養(yǎng)維護(hù)記錄。工具管理設(shè)置工具領(lǐng)用與耗材管理項，記錄實訓(xùn)課程實施過程中各種工量具以及耗材的領(lǐng)用與損耗。

統(tǒng)計報表設(shè)置了考勤情況統(tǒng)計表、教學(xué)任務(wù)統(tǒng)計表、實訓(xùn)考核統(tǒng)計表、設(shè)備使用統(tǒng)計表及工具借還統(tǒng)計表。學(xué)生考勤簽到，需學(xué)生用手機(jī)通過WLAN連接教學(xué)場地?zé)o線局域網(wǎng)，通過場地內(nèi)網(wǎng)訪問簽到頁面才能簽到。此設(shè)計使上實訓(xùn)課的學(xué)生只有到了實訓(xùn)場地，才能簽到，避免學(xué)生在其他場所也能在手機(jī)APP上簽到而逃課。同時簽到采用人臉識別技術(shù)，避免由其他同學(xué)代簽。每次簽到后，平臺自動記錄計算課程考勤得分，實現(xiàn)數(shù)字化自動點名功能。

系統(tǒng)設(shè)置有管理員管理、教師管理、學(xué)生管理、訪客登記和審核設(shè)置等項。智能信息化系統(tǒng)平臺PC端WEB版采用B/S架構(gòu)，跨平臺、跨設(shè)備、跨地域瀏覽器打開登錄賬號即可使用。

2.3? 智能信息化系統(tǒng)運行

智能信息化系統(tǒng)的運行，需要教師在PC端打開WEB版信息化系統(tǒng)。通過課程管理、資源庫選項，教師對所授實訓(xùn)課程的課程設(shè)計、實訓(xùn)任務(wù)、題庫和授課資源等進(jìn)行編輯、修改。然后添加授課班級，教師即可對實訓(xùn)課程實施教學(xué)。圖3為智能信息化系統(tǒng)教學(xué)實施過程中的成績評分圖。圖3中，學(xué)生在完成數(shù)控銑削綜合訓(xùn)練后，根據(jù)每項考核內(nèi)容對所做的練習(xí)件每項自行檢測，檢測值通過無線傳輸方式，輸入信息化系統(tǒng)的檢測結(jié)果欄，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的評分條件與要求，自動進(jìn)行評分。教師在系統(tǒng)教師端就能直接看到學(xué)生實訓(xùn)的訓(xùn)練情況（練習(xí)件的尺寸數(shù)據(jù)、練習(xí)次數(shù)與得分等）。

學(xué)校機(jī)械工程訓(xùn)練中心采用智能信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)檢測、評分?jǐn)?shù)字化一體完成。學(xué)生從進(jìn)入實訓(xùn)場地簽到，到工件練習(xí)、衛(wèi)生打掃、工具整理和實訓(xùn)課結(jié)束簽退，都由學(xué)生在系統(tǒng)相應(yīng)考核要求下完成。同時，信息化系統(tǒng)對金工實訓(xùn)所用機(jī)床進(jìn)行編號，學(xué)生來到實訓(xùn)場地操作機(jī)床，經(jīng)過安裝在機(jī)床上的視頻確認(rèn)，操機(jī)訓(xùn)練學(xué)生的操作信息與機(jī)床信息對應(yīng)起來，避免實訓(xùn)過程中學(xué)生代替操作訓(xùn)練現(xiàn)象的出現(xiàn)。金工實訓(xùn)教學(xué)的智能化、數(shù)字化、物聯(lián)化，實現(xiàn)了傳統(tǒng)實踐教學(xué)的轉(zhuǎn)型升級。

學(xué)校金工實訓(xùn)采用智能檢測評分系統(tǒng)，教師在實訓(xùn)課程教學(xué)實施過程中，可隨時利用系統(tǒng)的統(tǒng)計分析功能，了解學(xué)生的實時實訓(xùn)動態(tài)。圖4和圖5分別為學(xué)生訓(xùn)練次數(shù)與失分分析圖。學(xué)生實訓(xùn)期間，教師打開系統(tǒng)相應(yīng)的分析圖表即可詳細(xì)掌握課程的實施情況。系統(tǒng)的數(shù)字化分析功能可及時反映問題，對學(xué)生學(xué)習(xí)訓(xùn)練情況實時預(yù)警、掌握。數(shù)字技術(shù)的精準(zhǔn)化服務(wù)，還可以實時捕獲和識別學(xué)生的課堂行為數(shù)據(jù)、心理數(shù)據(jù)等多模態(tài)數(shù)據(jù)，更加全面、準(zhǔn)確反映學(xué)生的認(rèn)知提升、高階思維發(fā)展等情況，精準(zhǔn)預(yù)測和干預(yù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，使學(xué)生管理更加精準(zhǔn)。

3? 運行成效

金工實訓(xùn)檢測評分系統(tǒng)的設(shè)計與運行，解決了原先金工實訓(xùn)練習(xí)件檢測依賴?yán)蠋煖y量，學(xué)生檢測技能下降的頑疾，促使學(xué)生掌握檢測技能。同時提升了學(xué)生的生產(chǎn)加工質(zhì)量意識，學(xué)生能認(rèn)識到技能學(xué)習(xí)不是簡單地了解一下加工過程，而是要對加工零件有全面深入的了解和熟悉。智能檢測評分系統(tǒng)的應(yīng)用，大大減輕了教師評分的工作量，由系統(tǒng)直接根據(jù)實訓(xùn)訓(xùn)練進(jìn)度出分?jǐn)?shù)，消除了打分的人為因素，使學(xué)生能直觀、迅速地獲知自己的實訓(xùn)訓(xùn)練情況。

智能檢測評分系統(tǒng)經(jīng)過一年多金工實訓(xùn)四門課程（數(shù)控車操作實訓(xùn)、數(shù)控銑操作實訓(xùn)、車工實訓(xùn)和鉗工實訓(xùn)）的運行，累計2 000多人次檢測評分。實訓(xùn)學(xué)生出勤遲到人次下降了95%，學(xué)生使用工量具檢測的正確率提升了90%。學(xué)生對工件的尺寸和要求更加關(guān)注，學(xué)生的質(zhì)量意識明顯提高。教師也從頻繁的檢測中解脫出來，教學(xué)的工作效率提升了80%。如今，教師把精力更多地投入到了對教學(xué)內(nèi)容的研究之中。系統(tǒng)應(yīng)用后，完成200多人次的相關(guān)工種考證培訓(xùn)，完成和申報江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目3項，獲得江蘇省職業(yè)院校技能大賽一等獎2項。智能檢測評分信息化系統(tǒng)支撐了我?！半p高計劃”數(shù)控技術(shù)高水平專業(yè)群的建設(shè)，同時學(xué)校機(jī)械工程訓(xùn)練中心成功申報江蘇省高職院?！皟?yōu)秀實訓(xùn)基地”。

4? 結(jié)束語

針對教學(xué)過程、教學(xué)評價的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，大大提升了教學(xué)的質(zhì)量和效率，根治了傳統(tǒng)教學(xué)中的頑疾和痛點，讓教學(xué)重新轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心的教和學(xué)，增強了學(xué)生的主動性和能動性。金工實訓(xùn)檢測評分系統(tǒng)實現(xiàn)了教學(xué)評價方式的變革，提升了高校實踐教學(xué)數(shù)字化教學(xué)、管理和服務(wù)水平，驅(qū)動高校傳統(tǒng)實踐教學(xué)的現(xiàn)代化進(jìn)程和技能教育教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展，為兄弟院校機(jī)械工程訓(xùn)練中心的建設(shè)與轉(zhuǎn)型提供了借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳翔，趙作福，王俊生，等.基于金工實訓(xùn)課程的綜合實踐模塊探析[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2022，24（3）：127-130.

[2] 王國平，劉吉軒，程爽，等.新工科背景下“智能制造導(dǎo)論”課程建設(shè)研究與實踐[J].機(jī)械設(shè)計與制造工程，2023，52（7）：130-134.

[3] 段華友，楊興柳，董峰.數(shù)字化轉(zhuǎn)型、融資約束與企業(yè)創(chuàng)新[J].統(tǒng)計與決策，2023，39（5）：164-168.

[4] 李銘，韓錫斌，李夢，等.高等教育教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的愿景、挑戰(zhàn)與對策[J].中國電化教育，2022（7）：23-30.

[5] 韓毅，謝穎冬.教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下網(wǎng)絡(luò)安全教育的優(yōu)化路徑[J].中國德育，2023（5）：27-32.

[6] 程莉莉.教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵特征、基本原理和政策要素[J].電化教育研究，2023，44（4）：53-56，71.

[7] 祝智庭，胡姣.教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實踐邏輯與發(fā)展機(jī)遇[J].電化教育研究，2022（1）：5-15.

[8] 黃瓊，陳遠(yuǎn)龍，王浩.統(tǒng)計過程控制SPC技術(shù)在數(shù)字化車間建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].金屬加工（冷加工），2023（4）：10-15.

[9] 李玲，閆敏，王俊濤，等.民用航空鋁合金材料生產(chǎn)過程控制方法研究與探討[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2022（1）：48-51.

[10] 林凱露，林雨晴.基于統(tǒng)計過程中動態(tài)控制圖的算法設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機(jī)，2022，35（6）：67-69.